Evidencias de cambio de dimensionalidad en el magnetismo del Gd2CuO4

Abstract

La transición de fase magnética de una red ordenada en una fase tetragonal ha sido estudiada mediante medidas de magnetización. Concretamente en Gd2Cu04, un material que cristaliza en la estructura T' y que presenta ferromagnetismo débil. Este ferromagnetismo débil está generado en el material a partir de un pequeño alabeamiento en la estructura antiferromagnética perfecta de los momentos magnéticos de los iones de cobre. Este alabeamiento produce una componente magnética neta que permite el estudio del estado magnético de la subred de cobre a través de medidas simples. Se calculan los exponentes críticos de la transición de fase del compuesto, y se obtienen y = 1 .32(2) y β = 0.34(1), valores que indicarían, a priori, un estado tridimensional del sistema. No obstante, se observa una rápida y sorprendente evolución del valor del exponente crítico β, por debajo de la temperatura crítica, hacia un comportamiento bidimensional. Este hecho es tomado como evidencia de un comportamiendo bidimensional XY en los planos Cu02 que desencadena, en las cercanías del punto crítico, un comportamiento tridimensional debido al efecto de una débil interacción entre planos a lo largo del eje c de la fase T'

The magnetic phase transition of an ordered tetragonal lattice is studied by means of dc-magnetization measurements. Namely in Gd2Cu04, a material that crystallizes in the T'-phase and that presents weak ferromagnetism. Such weak ferromagnetism is generated after a little tilting of the perfect antiferromagnetic structure of the Cu magnetic moments. The tilting creates a net magnetic component that allows us the analysis of the magnetic state by simple techniques. The critical exponents of the phase transition in the compound are calculated to be y = 1.32(2) and β = 0 .34(1), indicating, in principie, a tridimensional (3D) state of the copper sublattice. N evertheless, a rapid and surprising trend of β, decreasing towards a two-dimensional (2D) value, is observe below the critical point. This fact is taken as an evidence of a XY two-dimensional behaviour in the Cu02 planes, that causes, in the vicinity of the critical point, a tridimensional behaviour due to the perturbation of a weak interlayer coupling along the e-axis of the T' structure